专利名称：光栅化图像中图形元素的反锯齿方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像处理技术，尤其涉及一种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法及
直O
背景技术：
数码印刷中的核心设备是光栅图像处理器(raster image processor, RIP), 它的主要作用是将计算机制作的版面中的各种图形和文字解释成打印机或照排机能够 使用的点阵信息，然后控制打印机或照排机将该点阵信息记录在纸上或者胶片上或者 CTP (computer to plate，计算机直接出印版)板材上。其中，数码印刷的具体过程为先将 所需印刷的页面的描述信息发送给RIP，由RIP处理后得到对应的高分辨率的光栅化数据， 然后将该光栅化数据输出到数码印刷设备进行印刷即可。在所需印刷的页面中，包括有图形和文字等内容。对于其中的图形，在页面中表示 时是采用矢量表示。而在将该页面的描述信息发送给光栅图像处理器，经过光栅图像处理 器的光栅化处理之后，图形的表示形式就变为由点阵数据。在这个过程中，图形由连续空间 变到了离散空间，从而产生了锯齿现象。在传统技术中，对光栅图像处理器处理后得到的光栅化数据未作任何处理，因此 将该光栅化数据输出到数码印刷设备进行印刷后，所得到的文件的图形中必然存在锯齿现 象，印刷质量不高，从而影响图像的输出效果。
发明内容
本发明实施例提供一种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法及装置，能够解决光 栅化图像中图形元素的锯齿现象，平滑显示输出图像。本发明实施例采用如下技术方案—种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法，包括如下步骤在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿；利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一方向上的锯齿所在的区 域。一种光栅化图像中图形元素的反锯齿装置，包括第一锯齿定位单元，用于在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的 锯齿；第一灰度填充单元，用于利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一 方向上的锯齿所在的区域。由本发明实施例的技术方案可以看出，在本发明实施例中，通过在第一方向上扫 描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿，然后具有利用不同等级的中间灰度的像素，填 充所述第一方向上的锯齿所在的区域，使得锯齿所在区域的像素灰度值平缓变化，从而消 除了光栅化图像中的锯齿现象，输出的图像显示平滑。
图1为本发明实施例一光栅化图像中图形元素的反锯齿方法的流程图；图2为本发明实施例二光栅化图像中图形元素的反锯齿方法的流程图；图3为本发明实施例三中需处理的图像；图4(1)-(4)为本发明实施例三中四种类型的横向锯齿的示意图；图5(1)为本发明实施例三中以一种类型的横向锯齿为例，表示有其锯齿区间的 示意图；图5( 为在图5(1)的锯齿上，确定各区域后的示意图；图5C3)为在图5( 基础 上，将各区域用直线划分后的示意图；图5(4)为对图5(1)的锯齿处理完毕后的示意图；图6为对横向锯齿处理完毕后的示意图；图7为本发明实施例三中四种类型的纵向锯齿的示意图；图8(1)为本发明实施例三中以一种类型的纵向锯齿为例，表示有其锯齿区间的 示意图；图8(2)为在图8(1)的锯齿上，确定各区域后的示意图；图8C3)为在图8( 基础 上，将各区域用直线划分后的示意图；图8(4)为对图8(1)的锯齿处理完毕后的示意图；图9为对横向锯齿处理完毕后的示意图；图10为本发明实施例四光栅化图像中图形元素的反锯齿装置的示意图；图11为本发明实施例五光栅化图像中图形元素的反锯齿装置的示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。为解决光栅化图像中出现的锯齿现象，使得图像显示平滑，本发明实施例一提供 了一种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法。如图1所示，本发明实施例一的方法包括如 下步骤步骤11、在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿。其中，所述第一方向不是指的某个固定的方向，例如可以是光栅化图像的横向方 向，还可以是光栅化图像的纵向方向等等，当第一方向为横向时，第二方向可为纵向，而当 第一方向为纵向时，第二方向为横向。在定位所述第一方向上的锯齿的过程中，可首先在所述第一方向上的最小扫描单 元内扫描所述光栅化图像，其中所述最小扫描单元包括第一扫描对象和第二扫描对象。其 中，所述最小扫描单元所包含的内容可由用户定义。例如，以第一方向为横向为例，为提高 定位锯齿的效率，所述最小扫描单元可以为相邻两行，并可将第一行作为第一扫描对象，第 二行作为第二扫描对象。然后，再计算第一扫描对象中的像素点的第一梯度，第二梯度。假设第一方向为横向，那么所述第一梯度和第二梯度的计算公式如下dim = image [i，j]-image [i_l，j]；diff2 = image [i，j+1]-image [i_l，j+1]；
其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i，j]表示第一扫描对象中 像素点(i，j)的灰度值，image[i-l，j]表示第一扫描对象中像素点(i_l，j)的灰度值； image[i，j+1]表示第二扫描对象中像素点(i，j+1)的灰度值，image[i-1, j+1]表示第一 扫描对象中像素点(i_l，j+Ι)的灰度值。又假设第一方向为纵向，所述第一梯度和第二梯度的计算方式如下diffl = image [i, j_l]-image [i, j]；diff2 = image [i+1, j-1]-image [i+1, j]；其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i，j]表示第一扫描对象中 像素点(i，j)的灰度值，image[i，j-1]表示第一扫描对象中像素点(i+1，j)的灰度值； image [i+1, j-1]表示第二扫描对象中像素点(i+1，j-1)的灰度值，image [i+1, j]表示第 一扫描对象中像素点(i+1，j)的灰度值。而若所述像素点的第一梯度或第二梯度大于预设值，即diffl > = T或者diff2 >=T，其中T是0-255的某一数值，则确定所述像素点位锯齿起始点；若所述像素点的第 一梯度或第二梯度大于预设值，即diffl > = T或者diff2 > = T，其中T是0-255的某一 数值，则确定所述像素点位锯齿终止点。步骤12、利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一方向上的锯齿所 在的区域。在填充的过程中，首先可将第一方向锯齿所在的区域进行划分，具体如下根据所 确定的锯齿起始点和锯齿终止点，在第一方向上的锯齿所在的区域中，如果某部分区域内 像素的灰度值为255，则将该区域划分为“填充区域”，若某部分区域内像素的灰度值为0， 则将该区域划分为“非填充区域”。按照上述原则，将第一方向锯齿所在的区域划分为“填 充区域”和“非填充区域”。然后，将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部分，计算所 述其中一部分的面积与整个像素点面积的比例值。再根据所述比例值确定各像素点所需填 充的灰度值，并利用具有所述灰度值的像素填充所述“填充区域”和“非填充区域”。需要注意的是，在根据所述比例值确定在各填充区域需填充的灰度值时，其基本 原则是要能够保证在对应区域内，各像素的灰度值能够平缓变化。不断重复上面的步骤，直到第一方向上处理完成。由上可以看出，利用本发明实施例一的方法，通过在第一方向上扫描光栅化图像， 定位所述第一方向上的锯齿，然后具有利用不同等级的中间灰度的像素，填充所述第一方 向上的锯齿所在的区域，使得锯齿所在区域的像素灰度值平缓变化，从而消除了光栅化图 像中的锯齿现象，输出的图像显示平滑。此外，为了方便对光栅化图像进行处理，进一步提高输出的图像的平滑性，如图2 所示，在本发明实施例一的基础上，本发明实施例二所述的光栅化图像中图形元素的反锯 齿方法还可包括如下步骤步骤13、在第二方向上扫描光栅化图像，定位所述第二方向上的锯齿。与第一方向上的扫描方法相类似，在定位所述第二方向上的锯齿的过程中，可首 先在所述第二方向上的最小扫描单元内扫描所述光栅化图像，其中所述最小扫描单元包括 第一扫描对象和第二扫描对象。
所述最小扫描单元所包含的内容可由用户定义。例如，以第二方向为纵向为例，所 述最小扫描单元可以为相邻两列，并可将第一列作为第一扫描对象，第二列作为第二扫描 对象。然后，再计算第一扫描对象中的像素点的第一梯度，第二梯度。假设第二方向为纵 向，那么所述第一梯度和第二梯度的计算公式如下diff 1 = image [i, j_l]-image [i, j]；diff2 = image [i+1, j-1]-image [i+1, j]；其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i，j]表示第一扫描对象中 像素点(i，j)的灰度值，image[i，j-1]表示第一扫描对象中像素点(i+1，j)的灰度值； image [i+1, j-1]表示第二扫描对象中像素点(i+1，j-1)的灰度值，image [i+1, j]表示第 一扫描对象中像素点(i+1，j)的灰度值。假设第二方向为横向，那么所述第一梯度和第二梯度的计算公式如下diffl = image [i, j]-image [i_l, j]；diff2 = image [i，j+1]-image [i_l，j+1]；其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i，j]表示第一扫描对象中 像素点(i，j)的灰度值，image[i-l，j]表示第一扫描对象中像素点(i_l，j)的灰度值； image[i，j+1]表示第二扫描对象中像素点(i，j+1)的灰度值，image[i-1, j+1]表示第一 扫描对象中像素点(i_l，j+Ι)的灰度值。而若所述像素点的第一梯度或第二梯度大于预设值，即diffl > = T或者diff2 >=T，其中T是0-255的某一数值，则确定所述像素点位锯齿起始点；若所述像素点的第 一梯度或第二梯度大于预设值，即diffl > = T或者diff2 > = T，其中T是0-255的某一 数值，则确定所述像素点位锯齿终止点。步骤14、利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第二方向上的锯齿所 在的区域。同样，与第一方向上的处理方法相类似，在填充的过程中，首先可将第一方向锯齿 所在的区域进行划分，具体如下根据所确定的锯齿起始点和锯齿终止点，在第二方向上的锯齿所在的区域中，如 果某部分区域内像素的灰度值为255，则将该区域划分为“填充区域”，若某部分区域内像素 的灰度值为0，则将该区域称划分为“非填充区域”。按照上述原则，将第二方向锯齿所在的 区域划分为“填充区域”和“非填充区域”。然后，将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部分，计算所 述其中一部分的面积与整个像素点面积的比例值。再根据所述比例值确定各像素点所需填 充的灰度值，并利用具有所述灰度值的像素填充所述“填充区域”和“非填充区域”。需要注意的是，在根据所述比例值确定在各填充区域需填充的灰度值时，其基本 原则是要能够保证在对应区域内，各像素的灰度值能够平缓变化。不断重复上面的步骤13和14，直到第二方向上处理完成。通过本发明实施例二的技术方案可以看出，通过在第一方向和第二方向上分别为 光栅化图像进行锯齿处理，使得图像中的锯齿现象消除的效果更好，输出的图像显示也更 为平滑。
下面结合实施例三，详细描述一下本发明实施例光栅化图像的处理过程。如图3所示，为原始的光栅图像处理器光栅化后的图像，该图像以文字为主，并且 可以看出，图像中的锯齿现象比较明显。假设光栅化后的图像为二值图，也即该图像中的像 素点的灰度值为0或255。并且，假设输出设备有八级灰度，即有八种输出灰度，预设阈值T =255。在此实施例中以第一方向为横向，第二方向为纵向为例。当然，在具体应用过程中， 也可只用某一种方向上的处理方法，只要相应的调整图像的放置方向即可。步骤31、横向扫描图像，定位横向锯齿。在该步骤中，同时扫描图像的第j行和第j+Ι行，并且进行如下的运算diff 1 = image [i, j]-image [i_l, j]；diff2 = image [i，j+1]-image [i_l，j+1]。如果在(i，j)点，满足(diffl> = 255或者diff2>= 255)，则该点是横向锯齿的 起始点(x0，y0)，其中x0 = i，y0 = j。继续扫描，如果碰到下一个点(i，，j，)满足(diffl
>=255或者diff2 >= 255)，则该点是横向锯齿的终止点(xl，yl)，其中X1 = i，，yl = j，。通过这种判断方法，如图4(1)-图4(4)所示，可以得到四种横向的锯齿类型，分别 为 1. 1，1. 2,2. 1,2. 2。在此步骤中，之所以是以两行为单位进行扫描，是为了提高定位锯齿的效率。以 下，在纵向定位锯齿中采用以两列为单位进行扫描的原因也是如此。步骤32、对横向锯齿进行处理，利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充横向 锯齿所在的区域，消除横向锯齿。
rO+rl具体做法是，将横向锯齿划分为两个填充区域区域
权利要求
1.一种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿；利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一方向上的锯齿所在的区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在第二方向上扫描光栅化图像，定位所述第二方向上的锯齿；利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第二方向上的锯齿所在的区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在第一方向上扫描光栅化图像，定位 所述第一方向上的锯齿包括在所述第一方向上的最小扫描单元内扫描所述光栅化图像，其中所述最小扫描单元包 括第一扫描对象和第二扫描对象；对于第一扫描对象中的像素点，计算所述像素点的第一梯度和第二梯度；若所述第一 梯度或第二梯度大于预设值，则确定所述像素点为锯齿起始点；对于第一扫描对象中的像素点，计算所述像素点的第一梯度和第二梯度；若所述像素 点的第一梯度或第二梯度大于预设值，则确定所述像素点为锯齿终止点。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用具有不同等级的中间灰度值的 像素，填充所述第一方向上的锯齿所在的区域包括根据所确定的锯齿起始点和锯齿终止点，将第一方向上的锯齿所在的区域划分为“填 充区域”和“非填充区域”；将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部分，计算所述其中一 部分的面积与整个像素点面积的比例值；根据所述比例值确定各像素点所需填充的灰度值，并利用具有所述灰度值的像素填充 所述“填充区域”和“非填充区域”。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一梯度和第二梯度的计算方式如下diff 1 = image [i, j]-image [i-1, j]； diff2 = image[i, j+l]-image[i_l，j+1]；其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i, j]表示第一扫描对象中像素点 (i，j)的灰度值，image[i-1, j]表示第一扫描对象中像素点(i_l，j)的灰度值；image[i, j+1]表示第二扫描对象中像素点(i，j+1)的灰度值，image [i-1, j+1]表示第一扫描对象 中像素点(i-1, j+1)的灰度值。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在第二方向上扫描光栅化图像，定位 所述第二方向上的锯齿包括在所述第二方向上的最小扫描单元内扫描所述光栅化图像，其中所述最小扫描单元包 括第一扫描对象和第二扫描对象；对于第一扫描对象中的像素点，计算第一梯度和第二梯度；若所述像素点的第一梯度 或第二梯度大于预设值，则确定所述像素点位锯齿起始点；对于第一扫描对象中的像素点，计算第一梯度和第二梯度；若所述像素点的第一梯度 或第二梯度大于预设值，则确定所述像素点位锯齿终止点。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用不同等级的中间灰度，填充所述第二方向上的锯齿所在的区域包括根据所确定的锯齿起始点和锯齿终止点，将第二方向上的锯齿所在的区域划分为“填 充区域”和“非填充区域”；将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部分，计算所述其中一 部分的面积与整个像素点面积的比例值；根据所述比例值确定各像素点所需填充的灰度值，并利用具有所述灰度值的像素填充 所述“填充区域”和“非填充区域”。
8.根据权利要求6述的方法，其特征在于，所述第一梯度和第二梯度的计算方式如下 diff 1 = image [i, j-1]-image [i, j]；diff2 = image[i+1, j-l]_image[i+l，j]；其中，diffl为第一梯度，diff2为第二梯度，image[i, j]表示第一扫描对象中像素点 (i，j)的灰度值，image [i，j-l]表示第一扫描对象中像素点(i+1，j)的灰度值；image[i+l, j-1]表示第二扫描对象中像素点(i+1，j-1)的灰度值，image [i+1, j]表示第一扫描对象 中像素点(i+1，j)的灰度值。
9.一种光栅化图像中图形元素的反锯齿装置，其特征在于，所述装置包括第一锯齿定位单元，用于在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿；第一灰度填充单元，用于利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一方向 上的锯齿所在的区域。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二锯齿定位单元，用于在第二方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿；第二灰度填充单元，用于利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第二方向 上的锯齿所在的区域。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一锯齿定位单元包括第一扫描模块，用于在所述第一方向上的最小扫描单元内扫描所述光栅化图像，其中 所述最小扫描单元包括第一扫描对象和第二扫描对象；第一计算模块，用于根据所述第一扫描模块的扫描结果，计算所述第一扫描对象中的 像素点的第一梯度和第二梯度；第一定位模块，用于根据所述第一计算模块计算的第一梯度和第二梯度，在所述像素 点的第一梯度或第二梯度大于预设值时，确定所述像素点位锯齿起始点；在所述像素点的 第一梯度或第二梯度大于预设值市，确定所述像素点位锯齿终止点。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一灰度填充单元包括第一区域划分模块，用于根据所确定的锯齿起始点和锯齿终止点，将第一方向上的锯 齿所在的区域划分为“填充区域”和“非填充区域”；第一计算模块，用于将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部 分，计算所述其中一部分的面积与整个像素点面积的比例值；第一灰度填充模块，用于根据所述比例值确定各像素点所需填充的灰度值，并利用具 有所述灰度值的像素填充所述“填充区域”和“非填充区域”。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二锯齿定位单元包括第二扫描模块，用于在所述第二方向上的最小扫描单元内扫描所述光栅化图像，其中 所述最小扫描单元包括第一扫描对象和第二扫描对象；第二计算模块，用于根据所述第二扫描模块的扫描结果，计算所述第一扫描对象中的 像素点的第一梯度和第二梯度；第二定位模块，用于根据所述第二计算模块计算的第一梯度和第二梯度，在所述像素 点的第一梯度或第二梯度大于预设值时，确定所述像素点位锯齿起始点；在所述像素点的 第一梯度或第二梯度大于预设值市，确定所述像素点位锯齿终止点。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二灰度填充单元包括第二区域划分模块，用于根据所确定的锯齿起始点和锯齿终止点，将第一方向上的锯 齿所在的区域划分为“填充区域”和“非填充区域”；第二计算模块，用于将所述“填充区域”和“非填充区域”中的各像素点划分为两个部 分，计算所述其中一部分的面积与整个像素点面积的比例值；第二灰度填充模块，用于根据所述比例值确定各像素点所需填充的灰度值，并利用具 有所述灰度值的像素填充所述“填充区域”和“非填充区域”。
全文摘要
本发明实施例公开了一种光栅化图像中图形元素的反锯齿方法及装置，涉及图像处理技术，为能够解决光栅化图像中图形元素的锯齿现象，平滑显示输出图像而发明。所述方法包括如下步骤在第一方向上扫描光栅化图像，定位所述第一方向上的锯齿；利用具有不同等级的中间灰度值的像素，填充所述第一方向上的锯齿所在的区域。本发明实施例主要应用于光栅化图像处理技术中。
文档编号G06T5/00GK102096904SQ200910242428
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者李海峰, 马世雄 申请人:北京北大方正电子有限公司, 北大方正集团有限公司